JPH0367480B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明はプレス板用熱媒体循環式温調装置に係
り、詳しくは、多段プレス装置等におけるプレス
板の温度を所望の温度パターンに従つて良好に制
御することのできるプレス板用熱媒体循環式温調
装置に関するものである。

（従来技術） 多段プレス装置等におけるプレス板の温度を調
整するための温調装置として、従来から、所定の
熱媒体が循環せしめられる熱媒体循環路の一部を
プレス板内部に配設すると共に、該熱媒体循環路
上に適当な熱交換器手段を設け、該熱交換器手段
における前記熱媒体と所定の伝熱流体との熱交換
作用に基づいて、かかる熱媒体の温度を制御する
ことにより、前記プレス板の温度を調整するよう
にしたプレス板用熱媒体循環式温調装置が知られ
ている。

（問題点） ところで、このようなプレス板用の熱媒体循環
式温調装置では、プレス板を加熱する場合、一般
に、熱媒体を加熱するための熱媒（伝熱流体）と
して加熱蒸気が用いられているが、従来では、熱
媒体循環路を流れる熱媒体が全て熱交換器手段を
通じて流されるようになつていたことから、プレ
ス板の制御温度が100℃程度以上（通常、200℃程
度まで）の場合には、蒸気温度の制御に基づい
て、熱媒体温度、ひいてはプレス板温度を所望の
温度パターンに従つて良好に制御することができ
るものの、プレス板の制御温度が100℃程度以下
の場合には、蒸気温度を所望の温度に制御し得な
いところから、熱媒体温度、ひいてはプレス板温
度を一定の温度に保持することは勿論、所望の温
度パターンに従つて加熱制御することが極めて難
しいといつた問題があつた。

また、かかるプレス板用熱媒体循環式温調装置
では、プレス板を冷却する場合、一般に、熱媒体
を冷却するための冷媒（伝熱流体）として、室温
の冷却水が用いられているが、プレス板の冷却を
かかる冷却水で行なうようにしたものでは、熱交
換器手段に対する冷却水の水量を制御してプレス
板温度を制御することが困難な上、気温等の変化
による冷却水温度の変化によつて熱媒体の冷却状
態が異なつてしまうといつた問題があり、プレス
板を所望の温度パターンに従つて冷却制御するこ
とが困難であつた。

（解決手段） 本発明は、このような事情を背景として為され
たものであり、その要旨とするところは、所定の
熱媒体が循環せしめられる熱媒体循環路の一部を
プレス板内部に配設すると共に、該熱媒体循環路
上に熱交換器手段を設け、該熱交換器手段におけ
る前記熱媒体と所定の伝熱流体との熱交換作用に
基づいて、かかる熱媒体の温度を制御することに
より、前記プレス板の温度を調整するようにする
一方、前記熱交換器手段をバイパスする状態で前
記熱媒体のバイパス通路を設けると共に、該バイ
パス通路に流れる熱媒体の流量と該熱交換器手段
に流れる熱媒体の流量との流量比を変更制御可能
な弁手段を設け、該弁手段にて、前記バイパス通
路とそれによつてバイパスされる該熱交換器手段
の設けられた前記熱媒体循環路部分の何れにも熱
媒体が流通せしめられ得るようにすると共に、該
熱交換器手段に流れる熱媒体の流量を増減制御し
得るようにしたプレス板用熱媒体循環式温調装置
において、前記熱媒体循環路の一部が互いに並列
な第一の分岐通路と第二の分岐通路とで構成され
ていると共に、前記弁手段が該第一の分岐通路と
該第二の分岐通路とに流れる熱媒体の流量比を変
更制御し得る状態で設けられており、且つ、前記
熱交換器手段が、該第一の分岐通路上に設けられ
た、前記熱媒体を加熱蒸気にて加熱するための加
熱用熱交換器手段と、該第二の分岐通路上に設け
られた、前記熱媒体を冷却するための冷却用熱交
換器手段とから構成され、更にかかる第一の分岐
通路上には、前記加熱用熱交換器手段の下流側に
電熱ヒータ手段が設けられて、該加熱用熱交換器
手段及び／又は電熱ヒータ手段による前記熱媒体
の加熱時においては、該第二の分岐通路を前記バ
イパス通路として機能させ得るようになつている
一方、該冷却用熱交換器手段による該熱媒体の冷
却時においては、該第一の分岐通路を前記バイパ
ス通路として機能させ得るようになつていること
にある。

（作用・効果） このような温度装置では、熱媒体循環路を流れ
る熱媒体を弁手段にて全て加熱用若しくは冷却用
熱交換器手段に流すようにすることにより、従来
と同様、それら熱交換器手段に流入せしめられる
伝熱流体としての熱媒温度の制御に基づいて、熱
媒体温度、ひいてはプレス板温度を良好に制御す
ることができる。従つて、熱媒として加熱蒸気を
用いれば、従来と同様、100℃程度以上の温度範
囲でプレス板温度を所望の温度パターンに従つて
良好に制御することができる。

一方、かかる温調装置では、熱媒として加熱蒸
気を用いた場合のように、たとえ所定の低温度範
囲での熱媒温度の制御が不能でも、弁手段にて加
熱用熱交換器手段とバイパス通路とに流れる熱媒
体の流量比を制御して、加熱用熱交換器手段に流
れる熱媒体流量を増減制御することにより、熱媒
から熱媒体に伝達される熱量を良好に調整するこ
とができ、熱媒体温度、ひいてはプレス板温度
を、その低温度範囲の所望の温度に良好に制御す
ることができる。従つて、熱媒温度の制御が不能
な低温度範囲でも、プレス板温度を一定の温度に
保持することは勿論、所望の温度パターンに従つ
て良好に加熱制御することが可能になる。

つまり、本発明に従う熱媒体循環式温調装置に
よれば、熱交換器手段を用いてプレス板温度を加
熱制御する場合において、熱媒体を加熱するため
の熱媒として加熱蒸気を採用しても、100℃程度
以下の温度範囲でのプレス板温度の制御が不能に
なることを良好に回避できるのであり、プレス板
温度を従来装置よりも広い温度範囲で一定に保持
することが可能になると共に、所望の温度パター
ンに従つて良好に加熱制御することが可能になる
のである。

しかも、本発明によれば、加熱用熱交換器手段
と共に、電熱ヒータ手段が直列に設けられている
ところから、加熱蒸気による熱媒体の制御可能温
度範囲以上の温度範囲においても、熱媒体温度、
ひいてはプレス板温度を所望の温度パターンに従
つて制御し得るという利点があるのである。

なお、本発明に従う熱媒体循環式温調装置で
は、プレス板の加熱時において、熱媒の温度をプ
レス板の制御温度範囲の最高温度若しくはそれ以
上の温度に設定しておけば、弁手段で熱交換器手
段への熱媒体の流量を制御することだけによつて
も、プレス板温度をその全制御温度範囲内で一定
に保持することができると共に、所望の温度パタ
ーンに従つて良好に加熱制御することができる。

また、本発明に従う温調装置によれば、熱媒に
よる熱媒体の加熱時と同様、冷媒による熱媒体の
冷却時においても、冷却用熱交換器手段とバイパ
ス通路とに流れる熱媒体の流量比を弁手段で制御
することにより、熱媒体から冷媒に伝達される熱
量を良好に調整することができ、冷媒の多少の温
度変化に拘わらず、熱媒体の温度を所望の温度に
良好に制御することができる。

つまり、本発明に従う熱媒体循環式温調装置に
よれば、熱交換器手段を用いてプレス板温度を冷
却する場合において、プレス板温度を所望の温度
パターンに従つて良好に冷却制御することもでき
るのである。

（実施例） 以下、本発明をより一層具体的に明らかにする
ために、その代表的な実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。なお、以下では、電気プリント配
線板等の所定の複数の被加工物を同時にプレス成
形する多段プレス装置の熱板温度を制御するため
の温調装置に対して本発明を適用した例について
述べるが、本発明が、かかる多段プレス装置の熱
板以外のプレス板温度を制御するための温調装置
に対しても適用できることは、勿論である。

先ず、第１図において、１０は、循環ポンプ１
２によつて所定の熱媒体が循環せしめられる熱媒
体循環路を示しており、循環ポンプ１２の作動に
基づいて、熱媒体が図中矢印の方向に循環せしめ
られるようになつている。そして、図示されてい
るように、かかる熱媒体循環路１０の一部が互い
に並列な複数の通路に分岐されて多段プレス装置
１４の各熱板１６内に配設されていると共に、こ
れら熱板１６の上流側において、熱媒体循環路１
０の一部が互いに並列な第一の分岐通路３６と第
二の分岐通路３８とから構成されており、弁手段
としてのダイヤフラム三方弁３０がそれら分岐通
路３６，３８の上流側の分岐点部位に設けられて
いる。そして、制御装置２６による該ダイヤフラ
ム三方弁３０の制御に基づいて、該第一の分岐通
路３６への熱媒体の流量と該第二の分岐通路３８
への熱媒体の流量との比が連続的に変更制御し得
るようにされている。なお、図中、１９は、温度
変化に伴う熱媒体の容積変化を吸収するための膨
張タンクである。また、２１は、多段プレス装置
１４の固定盤であり、２３は、固定盤２１との間
で熱板１６を圧締する可動盤である。

そして、本実施例では、かかる第一の分岐通路
３６に対して、加熱蒸気が熱媒として流通せしめ
られる加熱用熱交換器４０と、作動状態が制御装
置２６によつて制御されるようになつている、熱
板１６に導かれる熱媒体を更に加熱せしめるため
の電熱ヒータ３４とが互いに直列な状態で配設さ
れていると共に、第二の分岐通路３８に対して、
室温の冷却水が冷媒として流通せしめられる冷却
用熱交換器４２が配設されている。

なお、加熱用熱交換器４０に対する加熱蒸気の
流通状態および冷却用熱交換器４２に対する冷却
水の流通状態は、制御装置２６によるダイヤフラ
ム操作弁２０および２２の開閉制御に基づいて行
なわれる。また、循環ポンプ１２は、ここでは、
第一および第二の分岐通路３６，３８の下流側の
分岐点と熱板１６との間の循環路１０上に設けら
れている。更に、ここでは、かかるダイヤフラム
三方弁３０に対して、前記制御装置２６から、熱
板１６に流入せしめられる熱媒体の温度と予め設
定された所定の温度パターンから定まる目標温度
との偏差に応じた信号が入力されるようになつて
おり、これにより、熱板１６に流入せしめられる
熱媒体温度がその目標温度に合致するように、か
かるダイヤフラム三方弁３０によつて熱交換器１
８およびバイパス通路２８に分配される熱媒体の
分配比が連続的に変更制御せしめられるようにな
つている。なお、熱板１６に流入せしめられる熱
媒体の温度は、バイパス通路２８の配設部位より
も下流側に設けられた温度センサ３２によつて検
出されるようになつている。

このような構成においては、加熱蒸気による熱
媒体の制御可能温度範囲内で、熱媒体、ひいては
熱板１６の温度を所望の温度パターンに従つて良
好に制御できることは勿論であるが、本実施例で
は、さらに、熱交換器１８と直列に電熱ヒータ３
４が設けられていることから、加熱蒸気による熱
媒体の制御可能温度範囲以上の温度範囲において
も、熱媒体温度を所望の温度パターンに従つて制
御できるといつた利点がある。電熱ヒータ３４を
採用すれば、加熱蒸気では困難な200〜300℃程度
以上の温度に熱媒体を加熱することができるた
め、より広い温度範囲で熱媒体の温度を制御する
ことができるのである。

また、このような温調装置では、加熱用熱交換
器４０および／または電熱ヒータ３４による熱媒
体の加熱制御時において、ダイヤフラム操作弁２
２を閉弁させることにより、第二の分岐通路３８
をそれら加熱用熱交換器４０および電熱ヒータ３
４に対するバイパス通路として用いることができ
るのであり、また冷却用熱交換器４２による熱媒
体の冷却時において、ダイヤフラム操作弁２０を
閉弁させると共に、電熱ヒータ３４を非作動状態
に設定することにより、第一の分岐通路３６を冷
却用熱交換器４２に対するバイパス通路として用
いることができるのであり、従つて熱媒体をより
広い温度範囲で良好に加熱、冷却制御することが
できるのである。

次に、本実施例装置の作動を説明する。

なお、ここでは、熱板１６に流入せしめられる
熱媒体の温度を、180℃程度の加熱蒸気と室温の
冷却水とを用いて、第２図に示されている如き温
度パターンに従つて制御する場合について説明す
る。

すなわち、熱媒体の温度を第２図の温度パター
ンに従つて制御する場合には、先ず、第２図にお
けるＡからＢまで、熱媒体を加熱（昇温）制御す
ることとなるが、この場合には、制御装置２６に
よつてダイヤフラム操作弁２０を開弁させると共
に、加熱用熱交換器４０の伝熱流体流通路３３を
加熱蒸気の排出通路に接続して、熱交換器４０に
加熱蒸気を流通せしめる。そして、かかる熱交換
器１８への加熱蒸気の流通状態下で、温度センサ
３２で検出される熱媒体の温度と温度パターンか
ら定まる目標温度とが合致するように、前記ダイ
ヤフラム三方弁３０を制御装置２６によつて制御
して、熱交換器４０に流れる熱媒体の流量を増減
制御する。

このようにすれば、室温程度の熱媒体の冷却温
度から170℃までの加熱制御温度範囲内において、
熱媒体の温度を温度パターンに従つて良好に昇温
制御できるのであり、ひいては各熱板１６の温度
をその温度パターンに対応した温度パターンに従
つて良好に昇温低制御することができるのであ
る。

また、第２図におけるＢ−Ｃ区間のように、熱
媒体の温度をその昇温制御に引き続いて一定に保
持する場合には、上記昇温制御状態下と同様、熱
交換器４０に加熱蒸気を流通せしめた状態下でダ
イヤフラム三方弁３０の制御を行なえばよい。こ
のようにすれば、熱媒体の温度、ひいては各熱板
１６の温度を一定の温度（ここでは、170℃）に
良好に保持できるのである。なお、前記昇温制御
の途中において、上述と同様の一定温度保持区間
がある場合には、上述の場合と同様に、熱交換器
１８に対する加熱蒸気の流通状態下で、ダイヤフ
ラム三方弁３０を制御するだけで、熱媒体の温度
を一定の温度に良好に保持することができる。

なお、このように熱交換器４０を作動せしめて
目標設定温度に到達させる場合の他、電熱ヒータ
３４を同時に用いて、或いは電熱ヒータ３４のみ
を用いて、目標設定温度に熱媒体を加熱せしめる
ことが可能である。また、熱交換器４０と共に、
電熱ヒータ３４による加熱を行なうことにより、
前記したように、より高温への加熱が可能となる
のである。

一方、第２図におけるＣ−Ｄ間のように、熱媒
体を冷却制御する場合には、ダイヤフラム操作弁
２０を閉弁すると共に、ダイヤフラム操作弁２２
を開弁し、冷却用熱交換器４２の伝熱流体通路３
３に冷却水を流す一方、ダイヤフラム三方弁３０
を切り換えて、冷却用熱交換器４２に冷却水を流
通させる。そして、この状態で、前記昇温制御の
場合と同様に、温度センサ３２で検出される熱媒
体の温度と温度パターンとに基づいて、ダイヤフ
ラム三方弁３０を制御する。

このようにすれば、冷却水の多少の温度変化に
拘わらず、前記熱媒体の昇温制御の場合と同様、
170℃から室温程度の熱媒体の冷却温度までの冷
却制御温度範囲内において、熱媒体の温度を温度
パターンに従つて良好に冷却制御できるのであ
り、ひいては各熱板１６の温度をその温度パター
ンに対応した温度パターンに従つて良好に冷却制
御することができるのである。なお、かかる熱媒
体の冷却制御の途中において、熱媒体の温度を一
定の温度に保持する区間がある場合には、冷却用
熱交換器４２に対する冷却水の流通状態下で、ダ
イヤフラム三方弁３０を制御するだけで、熱媒体
の温度を一定の温度に良好に保持することが可能
である。

このように、本実施例装置によれば、熱媒体を
加熱するための媒体として加熱蒸気を採用すると
共に、熱媒体を冷却するための冷媒として室温の
冷却水を採用したものであるのにも拘わらず、室
温程度の最低制御温度から170℃の最高制御温度
まで、熱媒体、ひいては各熱板１６を所望の温度
パターンに従つて良好に制御することができると
共に、各熱板１６を最高制御温度から最低制御温
度まで所望の温度パターンに従つて良好に制御す
ることができるのであり、また必要に応じて、熱
媒温度の制御が困難な100℃以下の温度において
も、熱媒体温度、ひいては各熱板１６の温度を所
定の温度に良好に保持することができるのであ
る。そしてそれ故、各熱板１６間での被加工物の
プレス成形に際して、被加工物の温度を所望の温
度パターンに従つて良好に制御することが可能と
なるのであり、品質の優れたプレス成形品を得る
ことが可能になるのである。

なお、上述の説明では、熱媒体の昇温制御の全
制御温度範囲において、熱媒としての加熱蒸気が
常に一定の温度に保持されるものとして説明した
が、第２図における100℃以上の制御温度範囲内
では、加熱蒸気の温度を温度パターンに従つて直
接制御するようにすることも可能である。

また、本実施例では、弁手段としてのダイヤフ
ラム三方弁３０が熱媒体について設定された温度
パターンに従つて制御されるものとして述べた
が、かかるダイヤフラム三方弁３０を熱板１６に
ついて設定された温度パターンに従つて制御させ
るようにすることも可能である。

以上、本発明の代表的な実施例を説明したが、
それは文字通りの例示であつて、本発明がそのよ
うな具体例に限定して解釈されるべきものでない
ことは、勿論である。

例えば、前記実施例では、熱交換器に流す熱媒
体の流量とバイパス通路に流す熱媒体の流量との
流量比（分配比）を連続的に変更制御し得る機能
を備えたダイヤフラム三方弁３０を弁手段として
採用した例について述べたが、かかるダイヤフラ
ム三方弁３０と同様の機能を備えたものであれ
ば、ダイヤフラム三方弁以外の弁機構を弁手段と
して採用することも可能であり、またかかる弁手
段としては、第一の分岐通路３６上の加熱用熱交
換器４０に対する熱媒体の流通状態と第二の分岐
通路３８上の冷却用熱交換器４２に対する熱媒体
の流通状態とを選択的に切り換えることにより、
それらに対する流量比を連続的に制御する構造の
ものを用いることも可能である。

その他、具体例を一々列挙することは割愛する
が、本発明が、その趣旨を逸脱しない範囲内にお
いて、当業者の有する知識に基づいて、種々なる
変更、修正、改良等を施した態様陽で実施できる
ことは、言うまでもないところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す説明図であ
り、第２図は、第１図の実施例装置における熱媒
体の制御温度パターンの一例を示す図である。 １０：熱媒体循環路、１２：循環ポンプ、１
４：多段プレス装置、１６：熱板（プレス板）、
３０：ダイヤフラム三方弁（弁手段）、３４：電
熱ヒータ、３６：第一の分岐通路、３８：第二の
分岐通路、４０：加熱用熱交換器、４２：冷却用
熱交換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の熱媒体が循環せしめられる熱媒体循環
   路の一部をプレス板内部に配設すると共に、該熱
   媒体循環路上に熱交換器手段を設け、該熱交換器
   手段における前記熱媒体と所定の伝熱流体との熱
   交換作用に基づいて、かかる熱媒体の温度を制御
   することにより、前記プレス板の温度を調整する
   ようにする一方、 前記熱交換器手段をバイパスする状態で前記熱
   媒体のバイパス通路を設けると共に、該バイパス
   通路に流れる熱媒体の流量と該熱交換器手段に流
   れる熱媒体の流量との流量比を変更制御可能な弁
   手段を設け、該弁手段にて、前記バイパス通路と
   それによつてバイパスされる該熱交換器手段の設
   けられた前記熱媒体循環路部分の何れにも熱媒体
   が流通せしめられ得るようにすると共に、該熱交
   換器手段に流れる熱媒体の流量を増減制御し得る
   ようにしたことを特徴とするプレス板用熱媒体循
   環式温調装置にて、 前記熱媒体循環路の一部が互いに並列な第一の
   分岐通路と第二の分岐通路とで構成されていると
   共に、前記弁手段が該第一の分岐通路と該第二の
   分岐通路とに流れる熱媒体の流量比を変更制御し
   得る状態で設けられており、且つ、前記熱交換器
   手段が、該第一の分岐通路上に設けられた、前記
   熱媒体を加熱蒸気にて加熱するための加熱用熱交
   換器手段と、該第二の分岐通路上に設けられた、
   前記熱媒体を冷却するための冷却用熱交換器手段
   とから構成され、更にかかる第一の分岐通路上に
   は、前記加熱用熱交換器手段の下流側に電熱ヒー
   タ手段が設けられて、該加熱用熱交換器手段及
   び／又は電熱ヒータ手段による前記熱媒体の加熱
   時においては、該第二の分岐通路を前記バイパス
   通路として機能させ得るようになつている一方、
   該冷却用熱交換器手段による該熱媒体の冷却時に
   おいては、該第一の分岐通路を前記バイパス通路
   として機能させ得るようになつていることを特徴
   とするプレス板用熱媒体循環式温調装置。